JPH11500663A

JPH11500663A - Swing bucket centrifuge rotor

Info

Publication number: JPH11500663A
Application number: JP9522829A
Authority: JP
Inventors: ロマナウスカス，ウイリアム，エイ．
Original assignee: ソーヴァルプロダクツ，リミテッドパートナーシップ
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1996-12-02
Publication date: 1999-01-19
Anticipated expiration: 2016-12-02
Also published as: EP0808219A1; US5591114A; JP3150984B2; WO1997022413A1

Abstract

(57)【要約】スイングバケット式遠心分離機用ローター（１０）は、基準面（１０Ｒ）を有する本体（１２）から成り、この基準面（１０Ｒ）は、鉛直に延びる回転軸（１０Ａ）に対して通常直角に伸びている。本体（１２）は少なくとも１対の対向平面状の側壁（２４Ａ、２４Ｂ）を有し、この側壁（２４Ａ、２４Ｂ）の各々の上にはトラニオンピン（３０）が付いている。各トラニオンピン（３０）は、これを貫いて、通常平面状の側壁（２４Ａ、２４Ｂ）に対して直角に延びる軸（３０Ａ）を有し、この平面状側壁（２４Ａ、２４Ｂ）の上にピン（３０）が付いている。各側壁（２４Ａ、２４Ｂ）の上には、さらに通常シリンダー形状のスイングバケット支持面（４０）が付いている。各シリンダー形状支持面（４０）は遠心力発生軸（４０Ａ）を有し、この遠心力発生軸（４０Ａ）は基準面（１０Ｒ）の中で、トラニオンピン（３０）の軸（３０Ａ）に平行に走っている。このようにして、各シンリンダー状支持面（４０）の一部が、基準面（１０Ｒ）の上と下を走っている。 (57) [Summary] A rotor (10) for a swing bucket type centrifugal separator includes a main body (12) having a reference surface (10R). It usually extends at right angles. The body (12) has at least one pair of opposed planar side walls (24A, 24B), each having a trunnion pin (30) on each side wall (24A, 24B). Each trunnion pin (30) has an axis (30A) therethrough extending at right angles to the generally planar side wall (24A, 24B), and a pin rests on the planar side wall (24A, 24B). (30) is attached. On each side wall (24A, 24B) there is furthermore a swing bucket support surface (40), usually in the form of a cylinder. Each cylinder-shaped support surface (40) has a centrifugal force generating axis (40A) which is parallel to the axis (30A) of the trunnion pin (30) in the reference plane (10R). Running to. In this way, a part of each cylinder-shaped support surface (40) runs above and below the reference surface (10R).

Description

【発明の詳細な説明】スイングバケット式遠心分離機ローター発明の背景発明の技術分野本発明は、スイングバケット式遠心分離機ローターに係わる。関連出願の相互参照ここに開示する主題に関しては、同時出願し同時係属中の出願番号「スイングバケット式遠心分離機ローター用バケット」にも開示し、権利請求を行っている。従来の技術スイングバケット式ローターは、遠心分離機の技術としてはよく知られた技術である。このローターは非常に高い速度で回転する（即ち「超高速」回転の）ローターの部類に属し、ローター本体には、通常、下面に空洞が１列に並んでいる。これらの空洞は、丁度バケットが納まる形と大きさを備えている。バケットをこの空洞に納めると、ローター本体の下面に吊り下がるようになっている。ローターを加速して高速で回転させると、バケットは静止時の位置からスイングして水平になり、通常、バケット表面の一部が、ローター本体の下面にある支持面上に納まる。この支持面はバケットを受け入れる形になっている。このようにして、支持面は荷重の一部をバケットハンガーからローター本体へ伝える。このようなローター構造の代表例が、米国特許第3,997,105 号（Haydenら）に開示された構造であると考えられる。このタイプのローターは、通常、ハンガーにバネ機構を使用している。この機構によって、バケットが回転を始めて水平になったとき、バケットについたピンの向きが変わる。ピンの向きが変わると、バケットは、ローター本体の支持面に対して押さえつけられて安定する。この従来型のスイングバケット・ローターは、臨床医を困らせることがある。即ち、バケットがローターの下面から吊り下がっているので、ローターの下に手を差し入れないと、バケットをローターに挿入できない。ローターが遠心分離機のシャフトに取り付けられている場合には、この操作は一層困難になる。バケットの取り付け状態が不満足なまま、作業を行ってしまう場合も起こる。バケットの取り付けが不適切だと、操作中に、バケットの運動でローターや器械を破損してしまうこともある。バケットの据え付け状態を改良するために、上記の機構と異なるタイプのスイングバケット式ローターが開発され、米国特許第3,997,105 号（Chulayら）に開示されている。このタイプのスイングバケット式ローターは、バケットを、通常ピン又はハンガーの上から取り付けるので、「トップローダー」とも呼ばれている。従来型及び「トップローダー」いずれのスイングバケット式ローターにおいても、バケットが水平位置にあるとき、普通はバケットの通常水平な基準線の上の部分だけをローター本体の支持面が支持することが問題である。ローター本体の支持面は大きな曲げモーメントが不均等にかかり、従ってローター本体の設計を、この大きな負荷を許容できるようなものにしなければならない。その結果、ローターは大きく高価なものとなってしまう。米国特許第4,585,434 号（Coleら）は、バケットの底面が支持面として作用し、バケットを「ローター用風避け」上に納めるようなローター構造を開示している。しかし、「風避け」を付けてもローターのコストは上がり、形も大型化してしまう。上記の問題を解決するために、バケット上の上下２カ所を支持してローター本体にかかる曲げモーメントを減らすように設計すれば、トップ負荷型スイングバケット式ローターが有利に制作できると考えられる。発明の要約本発明の第１の側面は、本体を貫く鉛直回転軸中心の回転に本体を適合させることを特徴とする、遠心分離機器用スイングバケット式ローターを提供することにある。本体は、これを貫いて延びる、通常回転軸に直角な基準面を有している。本体は、相対する少なくとも１対の平面状側壁を有し、この側壁は外周に互いに離して配置され、その間に通常軸方向に延びるスロットを形成する。このスロットは、スイングバケットを丁度受け入れる大きさに調節される。各平面状側壁にはトラニオンピンが付いていて、各トラニオンピンには、それを貫く軸がある。各トラニオンピンは、回転軸から半径方向に第１所定距離を置いて配置されている。各トラニオンピンの軸は平面状側壁に対して、通常直角に延びている。各平面状側壁は、さらに通常シリンダー形状のスイングバケット支持面も有し、このシリンダー形状支持面は、鉛直軸から半径方向に第２所定距離（第１所定距離より大きい）を置いて各側壁に配置されている。各シリンダー形状支持面の基準面の中に遠心力発生軸が有る。従って、各シリンダー形状支持面の一部は、基準面の上下に存在することになる。各シリンダー形状支持面の中にある遠心力発生軸は、トラニオンピンの軸に平行か又はこれと同一直線上にある。第２の側面として、本発明はスイングバケット式遠心分離機用ローターで使用するバケットにも関する。本側面に該当するバケットは、これを通して延びる基準軸を有するシリンダー形状本体から成り、本体上に形成された１対の平面状の迫台を有している。これらの迫台は、本体上に、その軸に関して正反対の位置に配置されている。各平面状迫台面には、平面状側面及び底支持面がある。各迫台の一部とバケット本体の間にはスロットが形成されている。各平面状側面は、本体の軸に通常平行に延びる第１の溝、及び本体の軸に通常直角に延びる第２の溝がある。第１の溝と第２の溝は、スロットに連通している。第１の溝、第２の溝及びスロットは、ともに各迫台の上で弾性バネ要素を構成する。各迫台上の底支持面は、通常シリンダー形状で、本体軸に沿って横たわる遠心力発生軸を有している。ここに各底支持面の一部は、本体軸を挟んで反対側の位置にある。図面の簡単な説明本発明は、付属図面による下記詳細説明によって、より完全に理解することができる。ここに、図１Ａ及び図１Ｂは、本発明における第１の側面に基づくスイングバケット式遠心分離機用ローターの、それぞれ平面図及び側断面図である。図２Ａ及び図２Ｂは、図１Ａ及び図１Ｂに示した、スイングバケット式ローターに使用するバケットの、それぞれ部分的な平面図及び側立面図（部分的に断面を示す）であり、図２Ｃは断面図である。図３Ａから図３Ｄまでは、図１Ａ及び図１Ｂに示したローターに使用する、図２Ａから図２Ｃに示したバケットの側断面図である。発明の詳細な説明下記の詳細な説明で使用する番号は、図面に使用した番号に対応する。図１Ａ及び図１Ｂは、本発明によるスイングバケット式遠心分離機ローター（一般に参照番号１０で示す）の、それぞれ平面図及び側立面図（部分的に断面を示す）である。ローター１０は、強くて軽い材料、例えばチタン又はアルミニウムを原料として、鋳造法、鍛造法、又は固形棒を機械加工して作られた、比較的に大型の構成部分である。ここで説明するローター１０の種々の面加工は、当該技術に精通した者が理解している適切な機械加工方法によって行われる。ローター１０は遠心分離機の中の、遠心分離機を貫いて延びる鉛直回転軸１０Ａの周囲で回転運動を行う。ローター１０には、中心ハブ区域１４を有する本体部分１２が含まれ、このハブ区域から、複数アームが、通常放射状に延びている。これらのアームは、一般に参照番号１６で示す。図には、１６Ａから１６Ｆまでの６本のアームが描かれているが、ハブ１４から放射状に出るアームの本数は、６本に限定されるものではない。ローター１０には上部平面１８及び下部平面２０が付いている。取り付け空洞２２が、ハブ１４を貫いて、上部平面１８から下部平面２０まで延びている。取り付け空洞２２の下部は、遠心分離器の駆動軸（図には示されていない）の上端を受けるように、これに対応してテーパーを付けた円錐台形（図１Ｂ）になっている。ここに、ローター１０は駆動力源に連結していてもよい。シャフトに取り付けたときは、遠心分離器のシャフトの軸は、ローター１０の回転軸１０Ａと一直線上にある。図１Ｂで良く分かるように、本体１０は、通常は回転軸１０Ａに対して垂直な関係で本体を貫いて延びる、基準面１０Ｒを有している。即ち、従来の使用方法では、通常鉛直に配置した回転軸１０Ａの周りで回転させるようにローター１０を取り付けた場合、基準面１０Ｒの向きは通常水平になる。１６Ａ−１６Ｆの各アームには、通常平行且つ平面状の側壁２４Ａと２４Ｂが、それぞれ対になって付いている。アーム１６Ａ−１６Ｆのいずれかの１本についた側壁２４Ａは、円周上で隣接するアームに付いた側壁２４Ｂと向き合って配置され、これによって、円周上に並んだスロット２６Ａから２６Ｆが形成されている。各スロットは、一般的にローターを軸方向に貫いて（即ち、事実上回転軸１０Ａに平行に）延びている。円周上で隣接する各々のアーム１６に付いた、対になった側壁２４Ａと２４Ｂは、円周上で、スイングバケットのサンプルコンテナー１００が入るように、円周上に充分な距離を置いて付けられている。このサンプルコンテナーの詳細については後述する。対になった側壁２４Ａ、２４Ｂの内側の端は、スカラップ形表面２８Ａ−２８Ｆと接合している。この接合によって、バケット１００の先端が静止時の位置から運転時の位置までスイングしても、これを充分に許容できる先端空間が得られる。このバケット１００についても後述する。各１対の対向する各平面状側壁２４Ａ及び２４Ｂには、トラニオンピン３０が付いている。各トラニオンピン３０自体も、それを貫く軸３０Ａを有している。各トラニオンピン３０の軸３０Ａは、（場合によって異なる角度の場合もあるが）通常は取り付けられる平面状側壁２４Ａ及び２４Ｂに対して直角に延びている。円周上に隣接して配置されたアーム上のトラニオンピンの軸３０Ａは、図１Ａに示すように、共通ライン３６Ａ−３６Ｆの上にある。後述（図３Ａ−図３Ｄ）するように、これらのライン３６Ａ−３６Ｆは、スイング軸１００Ｓと一直線状にあり、これらのライン上で、バケット１００が最初の静止時の位置（図３Ａ）から次の運転時の位置（図３Ｄ）まで移動する。各アーム上のトラニオンピン３０は、回転軸１０Ａから所定の半径方向距離３０Ｒ（図１Ｂ）の位置にある。各トラニオンピン３０の軸３０Ａは、基準面１０Ｒの上にある（図１Ｂ）ことが好ましい。各アーム１６Ａ−１６Ｆの半径方向に外側にある端には、通常円周上で延びるフィンガー３８Ａ及び３８Ｂが付いている。アーム１６Ａ−１６Ｆのいずれか１本に付いたフィンガー３８Ａは、隣接アームに付いているフィンガー３８Ｂと向き合っている。円周上で隣接する各アーム１６の上で、対向フィンガー３８Ａ、３８Ｂは対になって、側壁によって形成されるスロット２６Ａ−２６Ｆの上から、これらのスロットを部分的に塞ぐ。しかし、バケットが運転位置に動くとき、スイングバケット・サンプルコンテナー１００本体の主要シリンダー部分が外側にスイングできるように、フィンガー３８Ａ、３８Ｂの端は円周上で充分に離して配置されている。各フィンガー３８Ａ、３８Ｂは、通常シリンダー形状のスイングバケット支持面４０を有している。各支持面４０は、それに合った所定の曲率半径を有している。支持面４０は、各側壁２４Ａ、２４Ｂ（場合により異なる）上に、鉛直軸１０Ａから、大きい方の第２半径方向距離４０Ｒを置いて配置されている（図１Ｂ）。図１Ｂから明らかなように、各シリンダー形状支持面４０は、基準面１０Ｒの中にある遠心力発生軸４０Ａを有する。遠心力発生軸４０Ａは、支持面が付いた側壁から延びる、トラニオンピン３０の軸３０Ａに平行に配置してもよい。最優先例においては、各トラニオンピンの軸３０Ａは基準面１０Ｒの中で、支持面４０の遠心力発生軸４０Ａと同一直線上にある。図１Ｂより明らかなように、各シリンダー形状支持面４０の遠心力発生軸４０Ａと、ローター１０の基準面１０Ｒの上記関係は、表面４０を、基準面１０Ｒの上に軸方向に横たわる４０Ｔと、基準面の下に軸方向（いずれも回転軸１０Ａに関する）に横たわる４０Ｂに分割する。この支持面４０の配置によって得られるメリットは、以後の説明で次第に明らかになる。本発明のもう１つの側面は、通常参照番号１００で示し、スイングバケット式遠心分離器ローターに使用されるバケットに関する。このバケットを図２Ａ−図２Ｃに図解する。本発明に基づき、バケット１００は、通常シリンダー形状の本体部分１０４から成り、この本体部分１０４を貫いて、バケット１００の長さ方向の基準軸１００Ａが延びている。本体１０４の開放されたトップ１０４Ｔは、バケット１００の上部又はトップの末端部を形成している。本体１００の閉鎖下端１０４Ｅは、球状、円錐状、その他種々の形状を取り得る。バケット１００にも、これを貫いて延びる所定のスイング軸１００Ｓがある。このスイング軸１００Ｓは、バケット１００が第１の静止位置（図３Ａ）から第２の運転位置（図３Ｄ）へ移行するときのスイング軸である。スイング軸１００Ｓは、バケット１００の長さ方向の軸１００Ａと直交することが望ましい。本体１０４は中空で、その中心部は、サンプルコンテナーを受ける空洞１０６になっている。空洞１０６の入口１０８には、キャップ１１０を嵌めるように（必要なら）ネジを切ってもよい（図２Ｃ）。空洞１０６は、適切なら、その他どんな方法で塞いでもよい。スイングバケット１００には、本体部分１０４に１対の耳状に出っ張った迫台１１４Ａ及び１１４Ｂが付いている。図２Ａ及び図２Ｃでよく分かるように、スロット１１８Ａ及び１１８Ｂは、それぞれ迫台１１４Ａ及び１１４Ｂの軸方向に見て上部にある部分を、バケット１００の主要本体から分離するのに役立っている。スロット１１８Ａ及び１１８Ｂの目的は、今後明らかになる。各迫台１１４Ａ又は１１４Ｂには平面状の外部側面１２２及び通常シリンダー形状の底支持面１２４が付いている。平面状の外部側面１２２は、スイング軸１００Ｓに垂直になるように設計されている。シリンダー形状底支持面１２４は、支持面４０の曲率半径に等しい曲率半径を有している。図２Ｂでよく分かるように、各迫台の平面状外部側面１２２には、第１の溝１２６、及びこれと交わる第２の溝１２８がある。第１の溝１２６は、通常バケット１００の長さ方向の軸１００Ａと平行に延び、第２の溝１２８は、通常この軸に垂直に延びている。第１の溝１２６の下部には、テーパーの付いた引き込み面１２６Ｔがある。第１の溝１２６の上部及び第２の溝１２８の全体は、迫台１１４Ａ、１１４Ｂに隣接するスロット１１８と連通している。スロット１１８は、場合によっては中に溝が切られていることもある。このように、第１の溝１２６、第２の溝１２８、スロット１１８が一緒になって、各迫台１１４Ａ及び１１４Ｂの中に、弾性バネ要素１３２を形成している。各迫台１１４Ａ及び１１４Ｂに付いた通常シリンダー形状の底支持面１２４の遠心力発生軸１２４Ａは、バケット１００の長さ方向の軸１００Ａに沿って、平行に走っている。従って、シリンダー形状の底支持面１２４は、バケット１００の軸１００Ａの各側を走る１２４Ｔ及び１２４Ｂの、２つの部分に分割される（図２Ｂ）。図２Ｂに見られるように、面１２４の部分１２４Ｔは、バケット１００の長さ方向の軸１００Ａの右側を走っているように描かれ、面１２４の部分１２４Ｂは、長さ方向の軸１００Ａの左側を走っているように描かれている。支持面１２４のこの形によって得られるメリットも、いずれ明らかになる。遠心力発生軸１２４Ａは、スイング軸１００Ｓと平行又は一直線上に配置することができる。詳細については後述するが、その考察に基づけば、遠心力発生軸１２４Ａはスイング軸１００Ｓの「上」に配置することができ、この場合には、遠心力発生軸１２４Ａはスイング軸１００Ｓより、バケット１００のトップ末端部１０４Ｔに接近して走ることになる。もう一つの方法として、遠心力発生軸１２４Ａをスイング軸１００Ｓの「下」に配置してもよい。この場合には、スイング軸１００Ｓは遠心力発生軸１２４Ａより、バケット１００のトップ末端部１０４Ｔに接近して走ることになる。本発明で使用されるローター１０及びスイングバスケット１００の詳細な構造を説明したので、図３Ａ−図３Ｄから、これらの構成要素が組み合わせ使用される方法が理解できることと思う。図３Ａに、休止状態のローター１０及びバケット１００を示す。ローターは遠心分離器のシャフトに、ローター１０の軸１０Ａが外部基準に関して通常鉛直位置に配置されるように取り付けられる（ここには示されていない）ものとする。スロット２６を形成する対向側壁２４Ａ及び２４Ｂの各々に付いたトラニオンピン３０を溝１２６の中に受けるように、バケット１００をスロット２６のいずれか一つの中へ下げて、その位置にあるローター１０の上に設置する。弾性要素１３２の下面が、対応するトラニオンピン３０に達して落ちつくまで、バケット１００を下げる。テーパーの付いた引き込み面１２６Ｔが、このバケットを取り付ける作業に役立つ。このようにして、対になったトラニオンピン３０の助けを借り、弾性要素１３２によって、バケット１００は各迫台１１４Ａ及び１１４Ｂの上に支持される。バケットが落ち着くと、バケット１００の長さ方向の軸１００Ａは、ローター１０の基準面１０Ｒに対して垂直の位置にくる。バケット１００のスイング軸１００Ｓは、ライン３６及び共線軸３０Ａと一直線上に並ぶ。ローターが比較的に低い回転速度まで加速するときの、ローター１０とバケット１００の関係を図３Ｂに示す。バケット１００（及び液体サンプルが入っていれば、これも含む）の重心ＣＧはスイング軸１００Ｓの下にあるので、バケット１００は（スイング軸１００Ｓの周りで）静止位置（図３Ａ）から運転位置（図３Ｄ）に向けてスイングを開始する。ローター速度が増加するにつれて、バケット１００の長さ方向の軸１００Ａは水平基準面１０Ｒに接近する（図３Ｃ）。バケット１００（及び液体が入っていれば、これも含む）の遠心力により、各迫台１１４Ａ及び１１４Ｂ上のバネ要素１３２が変形し始める。その結果、バケットの迫台１１４Ａ及び１１４Ｂの上にある支持面１２４と各側壁２４Ａ及び２４Ｂの上にある支持面４０の間のＧ（図３Ｃ）が半径方向に狭まり始める。バケット１００が運転速度に達したときの、バケット１００のローター１０に対する配置を図３Ｄに示す。運転速度においては、バケット１００の長さ方向の軸１００Ａは、実質的にローター１０の水平基準面１０Ｒ上にある。各迫台１１４Ａ及び１１４Ｂ上のバネ要素１３２は、各迫台１１４Ａ及び１１４Ｂの支持面１２４が支持面４０に接触する程度に変形する。特に、基準面１０Ｒの上にある支持面１２４の各部分１２４Ｔは、支持面４０の対応部分４０Ｔに着いて納まり、これによって支えられる。これに加え、本発明に従えば、基準面１０Ｒの下にある支持面１２４の各部分１２４Ｂも、支持面４０の対応部分４０Ｂによって支えられる。支持面４０により支持される場合、バケット１００（及び液体サンプルが入っていれば、これも含む）によって発生した遠心負荷のかなりの部分がトラニオンピン３０からローター１０の対応アーム１６に伝わる。しかし、バケット１００は、基準面１０Ｒの上と下で事実上等しく支持されているので、負荷が伝わっても曲げモーメントは発生しない。これにより、負荷を支えるために必要な、ローター１０の材料使用量を節約できる。遠心力発生軸１２４Ａ、（バケット１００上の）スイング軸１００Ｓ、遠心力発生軸４０Ａ、（ローター１０上の）ライン３６の間の相対位置は、支持面１２４及び４０の間のギャップＧを決めるのに役立つ（図３Ｃ）。優先例において、遠心力発生軸４０Ａ及びライン３６は、平面１０Ｒの中で同一直線上にある。従って、バケット１００上の遠心力発生軸１２４Ａは、スイング軸１００Ｓの上にある長さ方向の軸１００Ａに沿って走っている。スイング軸１００Ｓと遠心力発生軸１２４Ａの間の距離は、通常０．０１０インチから０．０１５インチのオーダーにある（この距離は、説明を分かりやすくするために、図では拡大されている）。遠心力発生軸１２４Ａを長さ方向の軸１００Ａに沿ってスイング軸１００Ｓの下に置きたい場合は、遠心力発生軸４０Ａは、平面１０Ｒの中で、ライン３６に平行で、半径方向にライン３６の外側になければならない。当技術に精通した者で、ここに述べた本発明の恩恵を被る者であれば、本発明に改修を加えることができる。このような改修は、付属の請求範囲で定義されるように、本発明の範囲に含まれるものと解釈される。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swing bucket centrifuge rotor. Cross-Reference to Related Applications For the subject matter disclosed herein, co-pending and co-pending application number "Swing bucket type centrifuge rotor bucket" is also disclosed and claimed. 2. Description of the Related Art A swing bucket rotor is a well-known technique of centrifuges. This rotor belongs to the class of rotors which rotate at very high speeds (ie "super-high speed" rotation), the rotor body usually having a row of cavities on the underside. These cavities are shaped and sized to just fit the bucket. When the bucket is placed in this cavity, it is hung on the lower surface of the rotor body. When the rotor is accelerated and rotated at a high speed, the bucket swings from a position at rest and becomes horizontal, and a part of the bucket surface usually fits on a support surface on the lower surface of the rotor body. The support surface is adapted to receive a bucket. In this way, the support surface transfers part of the load from the bucket hanger to the rotor body. A representative example of such a rotor structure is believed to be the structure disclosed in U.S. Pat. No. 3,997,105 (Hayden et al.). This type of rotor usually uses a spring mechanism on the hanger. By this mechanism, when the bucket starts rotating and becomes horizontal, the direction of the pin attached to the bucket changes. When the direction of the pin changes, the bucket is pressed against the support surface of the rotor body and stabilized. This conventional swing bucket rotor can annoy clinicians. That is, since the bucket is suspended from the lower surface of the rotor, the bucket cannot be inserted into the rotor unless a hand is inserted under the rotor. This operation becomes even more difficult if the rotor is mounted on the shaft of the centrifuge. There is also a case where the work is performed while the attachment state of the bucket is not satisfactory. Improper installation of the bucket may cause damage to the rotor or equipment during operation due to movement of the bucket. In order to improve the installation of the bucket, a different type of swing bucket rotor than the above mechanism has been developed and is disclosed in U.S. Pat. No. 3,997,105 (Chulay et al.). This type of swing bucket rotor is also called a "top loader" because the bucket is usually mounted over a pin or hanger. In both conventional and "top loader" swinging bucket type rotors, when the bucket is in a horizontal position, the problem is that the support surface of the rotor body normally supports only the portion of the bucket above the normal horizontal reference line. It is. The bearing surface of the rotor body is subjected to a large unequal bending moment, so the design of the rotor body must be such that it can tolerate this large load. As a result, the rotor is large and expensive. U.S. Pat. No. 4,585,434 (Cole et al.) Discloses a rotor structure in which the bottom surface of the bucket acts as a support surface and places the bucket on a "rotor wind shield". However, adding a wind shield increases the cost of the rotor and increases the size of the rotor. In order to solve the above-mentioned problem, it is considered that a top-load type swing bucket type rotor can be advantageously manufactured if the upper and lower portions on the bucket are supported to reduce the bending moment applied to the rotor body. SUMMARY OF THE INVENTION A first aspect of the present invention is to provide a swing bucket type rotor for centrifugal separators, characterized in that the main body is adapted to rotate about a vertical rotation axis passing through the main body. The body has a reference plane extending therethrough, usually perpendicular to the axis of rotation. The body has at least one pair of opposing planar side walls that are spaced apart from each other on the outer periphery and define a generally axially extending slot therebetween. This slot is sized to just receive the swing bucket. Each planar side wall has a trunnion pin, and each trunnion pin has an axis therethrough. Each trunnion pin is disposed at a first predetermined distance in the radial direction from the rotation axis. The axis of each trunnion pin extends at right angles to the planar sidewall. Each planar side wall also has a generally cylindrical swing bucket support surface which is radially spaced a second predetermined distance (greater than the first predetermined distance) from the vertical axis to each side wall. Are located. There is a centrifugal force generating axis in the reference plane of each cylinder-shaped support surface. Therefore, a part of each cylinder-shaped support surface exists above and below the reference surface. The axis of centrifugal force in each cylinder-shaped support surface is parallel to or collinear with the axis of the trunnion pin. In a second aspect, the present invention also relates to a bucket for use in a rotor for a swing bucket centrifuge. The bucket corresponding to this aspect comprises a cylindrical body having a reference axis extending therethrough and has a pair of planar abutments formed on the body. These abutments are located on the body in diametrically opposite positions with respect to its axis. Each planar abutment surface has a planar side surface and a bottom support surface. A slot is formed between a part of each abutment and the bucket body. Each planar side has a first groove extending generally parallel to the body axis and a second groove extending generally perpendicular to the body axis. The first groove and the second groove communicate with the slot. The first groove, the second groove and the slot together constitute an elastic spring element on each abutment. The bottom support surface on each abutment is typically cylindrical and has a centrifugal force-generating axis lying along the body axis. Here, a part of each bottom support surface is located at a position opposite to the main body axis. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention can be more completely understood with the following detailed description taken with the accompanying drawings. Here, FIG. 1A and FIG. 1B are a plan view and a side sectional view, respectively, of a rotor for a swing bucket type centrifuge based on the first aspect of the present invention. 2A and 2B are a partial plan view and a side elevation view (partially showing a cross section) of the bucket used in the swing bucket type rotor shown in FIGS. 1A and 1B, respectively. Is a sectional view. 3A to 3D are side sectional views of the bucket shown in FIGS. 2A to 2C for use in the rotor shown in FIGS. 1A and 1B. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The numbers used in the following detailed description correspond to the numbers used in the figures. 1A and 1B are a plan view and a side elevational view (partially in cross-section), respectively, of a swinging bucket centrifuge rotor (generally designated by reference numeral 10) according to the present invention. The rotor 10 is a relatively large component made from a strong and light material, for example, titanium or aluminum, which is cast, forged, or machined from a solid bar. The various facings of the rotor 10 described herein are performed by any suitable machining method understood by those skilled in the art. The rotor 10 rotates in a centrifuge about a vertical axis of rotation 10A extending through the centrifuge. The rotor 10 includes a body portion 12 having a central hub section 14 from which a plurality of arms typically extend radially. These arms are indicated generally by the reference numeral 16. Although six arms 16A to 16F are illustrated in the figure, the number of arms radially protruding from the hub 14 is not limited to six. The rotor 10 has an upper plane 18 and a lower plane 20. A mounting cavity 22 extends through the hub 14 from the upper plane 18 to the lower plane 20. The lower portion of the mounting cavity 22 is correspondingly tapered frustoconical (FIG. 1B) to receive the upper end of the centrifuge drive shaft (not shown). Here, the rotor 10 may be connected to a driving force source. When mounted on a shaft, the axis of the shaft of the centrifuge is in line with the rotation axis 10A of the rotor 10. As best seen in FIG. 1B, body 10 has a reference surface 10R that extends therethrough, typically in a relationship perpendicular to axis of rotation 10A. That is, in the conventional usage method, when the rotor 10 is mounted so as to rotate about the rotation axis 10A which is normally arranged vertically, the direction of the reference surface 10R is usually horizontal. Each arm 16A-16F has a pair of generally parallel and planar side walls 24A and 24B. The side wall 24A on one of the arms 16A-16F is disposed opposite the side wall 24B on the circumferentially adjacent arm, thereby forming circumferentially aligned slots 26A through 26F. ing. Each slot generally extends axially through the rotor (ie, substantially parallel to the axis of rotation 10A). A pair of side walls 24A and 24B on each circumferentially adjacent arm 16 are spaced circumferentially at a sufficient distance to accommodate the swing bucket sample container 100. It is attached. Details of this sample container will be described later. The inner ends of the paired side walls 24A, 24B join the scalloped surfaces 28A-28F. By this joining, even if the tip of the bucket 100 swings from the position at rest to the position at the time of operation, a tip space which can sufficiently tolerate the swing is obtained. This bucket 100 will also be described later. A trunnion pin 30 is provided on each of the pair of opposed planar side walls 24A and 24B. Each trunnion pin 30 itself also has a shaft 30A therethrough. The axis 30A of each trunnion pin 30 extends at right angles (although sometimes at a different angle) to the normally mounted planar side walls 24A and 24B. The axis 30A of the trunnion pin on the circumferentially adjacent arm is on a common line 36A-36F, as shown in FIG. 1A. As will be described later (FIGS. 3A to 3D), these lines 36A to 36F are aligned with the swing axis 100S, and on these lines, the bucket 100 moves from the initial stationary position (FIG. 3A) to the next position. To the position at the time of operation (FIG. 3D). The trunnion pin 30 on each arm is located at a predetermined radial distance 30R (FIG. 1B) from the rotation axis 10A. The axis 30A of each trunnion pin 30 is preferably above the reference plane 10R (FIG. 1B). The radially outer ends of each of the arms 16A-16F are provided with fingers 38A and 38B which typically extend circumferentially. The finger 38A attached to any one of the arms 16A to 16F faces the finger 38B attached to the adjacent arm. On each circumferentially adjacent arm 16, opposing fingers 38A, 38B pair to partially block these slots from above slots 26A-26F formed by the sidewalls. However, the ends of the fingers 38A, 38B are spaced sufficiently around the circumference so that when the bucket moves to the operating position, the main cylinder portion of the swing bucket sample container 100 body can swing outward. Each finger 38A, 38B has a generally cylindrical swing bucket support surface 40. Each support surface 40 has a predetermined radius of curvature suitable for it. The support surface 40 is disposed on each of the side walls 24A, 24B (which may vary) at a larger second radial distance 40R from the vertical axis 10A (FIG. 1B). As is evident from FIG. 1B, each cylinder-shaped support surface 40 has a centrifugal force generating axis 40A located in the reference surface 10R. The centrifugal force generation axis 40A may be disposed parallel to the axis 30A of the trunnion pin 30 extending from the side wall with the support surface. In the highest priority example, the axis 30A of each trunnion pin is on the same plane as the centrifugal force generation axis 40A of the support surface 40 in the reference plane 10R. As is clear from FIG. 1B, the above-described relationship between the centrifugal force generation axis 40A of each cylinder-shaped support surface 40 and the reference surface 10R of the rotor 10 is such that the surface 40 is defined as 40T lying axially above the reference surface 10R. , 40B lying below the reference plane in the axial direction (both with respect to the rotation axis 10A). The advantages obtained by the arrangement of the support surface 40 will be gradually clarified in the following description. Another aspect of the invention relates to a bucket, generally designated by the reference numeral 100, for use in a swing bucket centrifuge rotor. This bucket is illustrated in FIGS. 2A-2C. In accordance with the present invention, the bucket 100 comprises a generally cylindrical body portion 104, through which the longitudinal reference axis 100A of the bucket 100 extends. The open top 104T of the body 104 forms the top of the bucket 100 or the end of the top. The closed lower end 104E of the main body 100 can have a spherical shape, a conical shape, and various other shapes. The bucket 100 also has a predetermined swing axis 100S extending therethrough. This swing axis 100S is a swing axis when the bucket 100 shifts from the first stationary position (FIG. 3A) to the second operating position (FIG. 3D). Desirably, the swing axis 100S is orthogonal to the axis 100A in the length direction of the bucket 100. The body 104 is hollow, with a central portion defining a cavity 106 for receiving a sample container. The entrance 108 of the cavity 106 may be threaded (if necessary) to fit the cap 110 (FIG. 2C). The cavity 106 may be plugged in any other suitable manner. The swing bucket 100 has a pair of abutments 114A and 114B protruding in the form of ears on the main body 104. 2A and 2C, the slots 118A and 118B help to separate the axially upper portions of the abutments 114A and 114B from the main body of the bucket 100, respectively. The purpose of slots 118A and 118B will become apparent in the future. Each abutment 114A or 114B has a planar outer side surface 122 and a generally cylindrical bottom support surface 124. The planar outer side surface 122 is designed to be perpendicular to the swing axis 100S. The cylindrical bottom support surface 124 has a radius of curvature equal to the radius of curvature of the support surface 40. As best seen in FIG. 2B, the planar outer side surface 122 of each abutment has a first groove 126 and a second groove 128 intersecting therewith. The first groove 126 typically extends parallel to the longitudinal axis 100A of the bucket 100, and the second groove 128 typically extends perpendicular to this axis. Below the first groove 126 is a tapered lead-in surface 126T. The upper part of the first groove 126 and the whole of the second groove 128 communicate with the slot 118 adjacent to the abutments 114A, 114B. Slot 118 may be grooved in some cases. Thus, the first groove 126, the second groove 128, and the slot 118 together form an elastic spring element 132 in each abutment 114A and 114B. The centrifugal force generating axis 124A of the generally cylindrical bottom support surface 124 attached to each abutment 114A and 114B runs parallel along the longitudinal axis 100A of the bucket 100. Thus, the cylindrical bottom support surface 124 is divided into two parts, 124T and 124B running on each side of the axis 100A of the bucket 100 (FIG. 2B). As seen in FIG. 2B, portion 124T of surface 124 is depicted as running to the right of longitudinal axis 100A of bucket 100, and portion 124B of surface 124 is aligned with longitudinal axis 100A. It is drawn as if you are running to the left of. The benefits provided by this configuration of the support surface 124 will eventually become apparent. The centrifugal force generation axis 124A can be arranged in parallel or on a straight line with the swing axis 100S. Although the details will be described later, based on the consideration, the centrifugal force generation axis 124A can be disposed “above” the swing axis 100S. In this case, the centrifugal force generation axis 124A is 100 will run close to the top end 104T. As another method, the centrifugal force generation axis 124A may be arranged “below” the swing axis 100S. In this case, the swing axis 100S runs closer to the top end 104T of the bucket 100 than the centrifugal force generation axis 124A. Having described the detailed structure of the rotor 10 and swing basket 100 used in the present invention, it will be appreciated from FIGS. 3A-3D how these components may be used in combination. FIG. 3A shows the rotor 10 and the bucket 100 in the rest state. The rotor shall be mounted on the shaft of the centrifuge (not shown here) such that the axis 10A of the rotor 10 is normally positioned vertically with respect to an external reference. The bucket 100 is lowered into any one of the slots 26 so that the trunnion pins 30 on each of the opposing side walls 24A and 24B forming the slots 26 are received in the grooves 126, and the rotor 10 in that position is lowered. Place on top. Lower the bucket 100 until the lower surface of the elastic element 132 reaches the corresponding trunnion pin 30 and settles down. A tapered retraction surface 126T assists in mounting the bucket. In this way, with the help of the paired trunnion pins 30, the resilient element 132 supports the bucket 100 on each abutment 114A and 114B. When the bucket is settled, the longitudinal axis 100A of the bucket 100 is at a position perpendicular to the reference plane 10R of the rotor 10. The swing axis 100S of the bucket 100 is aligned with the line 36 and the collinear axis 30A. FIG. 3B shows the relationship between the rotor 10 and the bucket 100 when the rotor accelerates to a relatively low rotation speed. Since the center of gravity CG of the bucket 100 (and the liquid sample, if any) is below the swing axis 100S, the bucket 100 is moved (from around the swing axis 100S) from the rest position (FIG. 3A) to the operating position (FIG. 3A). A swing is started toward FIG. 3D). As the rotor speed increases, the longitudinal axis 100A of the bucket 100 approaches the horizontal reference plane 10R (FIG. 3C). Due to the centrifugal force of the bucket 100 (and the liquid, if any), the spring elements 132 on each abutment 114A and 114B begin to deform. As a result, G (FIG. 3C) between the support surface 124 on the abutments 114A and 114B of the bucket and the support surface 40 on each side wall 24A and 24B begins to narrow in the radial direction. FIG. 3D shows the arrangement of the bucket 100 with respect to the rotor 10 when the bucket 100 reaches the operating speed. At the operating speed, the longitudinal axis 100A of the bucket 100 is substantially on the horizontal reference plane 10R of the rotor 10. The spring element 132 on each abutment 114A and 114B deforms to the extent that the support surface 124 of each abutment 114A and 114B contacts the support surface 40. In particular, each portion 124T of the support surface 124 above the reference surface 10R arrives and fits into and is supported by the corresponding portion 40T of the support surface 40. In addition, according to the present invention, each portion 124B of the support surface 124 below the reference surface 10R is also supported by the corresponding portion 40B of the support surface 40. When supported by the support surface 40, a significant portion of the centrifugal load generated by the bucket 100 (and the liquid sample, if any) is transmitted from the trunnion pin 30 to the corresponding arm 16 of the rotor 10. However, since the bucket 100 is substantially equally supported above and below the reference surface 10R, no bending moment is generated even when a load is transmitted. As a result, the amount of material used for the rotor 10 required to support the load can be saved. The relative position between the centrifugal axis 124A, the swing axis 100S (on the bucket 100), the centrifugal axis 40A, and the line 36 (on the rotor 10) determines the gap G between the support surfaces 124 and 40. (FIG. 3C). In the priority example, the centrifugal force generation axis 40A and the line 36 are collinear in the plane 10R. Thus, the centrifugal force generating axis 124A on the bucket 100 runs along the longitudinal axis 100A above the swing axis 100S. The distance between the swing axis 100S and the centrifugal force generating axis 124A is typically on the order of 0.010 inches to 0.015 inches (the distance is enlarged in the figure for ease of explanation). If it is desired to place the centrifugal force generation axis 124A below the swing axis 100S along the longitudinal axis 100A, the centrifugal force generation axis 40A is parallel to the line 36 in the plane 10R and radially. Must be outside line 36. Anyone familiar with the art and who will benefit from the invention described herein can make modifications to the invention. Such modifications are to be construed as falling within the scope of the invention, as defined in the appended claims.

Claims

[Claims] 1. A swing bucket type centrifuge rotor used for centrifugal separation equipment, This rotor is It consists of a body adapted to the rotation of a rotating shaft, this rotating shaft extending vertically through the body Extending therethrough and a reference plane extending through the body, which is usually perpendicular to the axis of rotation. Extends to The body has at least one pair of opposing planar sidewalls, the planar sidewalls being circumferential. At a distance and usually extends on an axis, in which just receives the swing bucket Form a slot of the size Above each planar side wall is a trunnion pin through which each trunnion pin passes. Extending generally at right angles to the planar sidewalls, and each The nonion pin is disposed at a first predetermined distance radially from the rotation axis, In addition, on each side wall there is usually a cylinder shaped swing bucket support surface This cylindrical support surface is larger on each side wall, radially from the vertical axis. Are placed at an appropriate second distance and each of the cylindrical support surfaces runs in the reference plane It has a centrifugal force generating axis, Here, each cylinder-shaped swing bucket support surface is located above and below the reference surface. Swing bucket centrifuge rotor characterized by the presence of each part . 2. In claim 1, the centrifugal force generation axis of each support surface is parallel to the axis of the trunnion pin. Rotor. 3. 3. The rotor according to claim 2, wherein the axes of the trunnion pins are arranged in a reference plane. - 4. 2. The centrifugal force generation axis of each support surface is directly parallel to the trunnion pin axis. Rotor in line.